韦伯望远镜反复检测后确认：我们所知的宇宙一定在什么地方有问题

我们所知的宇宙真的要不存在了？

1.3亿光年外的星系NGC 5468。NASA / ESA / CSA / STScI

科学家相信宇宙在膨胀。但宇宙膨胀的速度究竟有多快？一个多世纪以来，人们一直在试图准确地测量宇宙的膨胀速度，因为唯有知道宇宙的膨胀速度，我们才能准确地知道宇宙的年龄，追溯宇宙的起源，并预言宇宙的未来。

但是奇怪的是，人们发现通过不同的方法测得的宇宙膨胀速度竟然不一样。

在技术较为落后的早期阶段，人们有理由怀疑这种差异是由于测量不够精确导致的。于是当技术发展之后，人们又寄希望于各种先进的观测设备，比如哈勃太空望远镜，希望它们的高精度测量能力，可以解决这一问题。然而，问题却好像变得更严重了。

人们发现，精确的测量并不能弥合差异，反而让这种差异显得更牢不可破。

这就是愈演愈烈的所谓“哈勃危机”。如果它一直不能得到解决，那么人们有理由怀疑今天的所谓宇宙学是否真的还能存在下去。而近日由于詹姆斯·韦伯空间望远镜的加入，危机再度升级。因为它证明，此前哈勃太空望远镜对哈勃常量的测量结果没有错。也就是说，它让人们不得不相信，这种差异无法通过提高观测精度来消除，它确实存在。

哈勃危机的产生与人们测量宇宙膨胀速度的方法有关，而这种方法是建立在测量宇宙间天体之间距离方法的基础之上的。在较近的距离上，天文学家使用视差法测量地球和邻近恒星之间的距离；在较远处，人们利用造父变星和Ia型超新星的特殊属性测量地球和它们之间的距离。在这个尺度上，哈勃望远镜测得的宇宙膨胀速度大约是每百万秒差距25.2万千米/小时。

此外，人们还会通过测量宇宙微波背景中的红移，在更大的尺度上对宇宙膨胀速度进行测量。使用这个方法，普朗克卫星测得宇宙膨胀速度大约是每百万秒差距24.4万千米/小时，约等于每光年269千米/秒。

要解释这两个值之间的差异，最简单的方法是假定哈勃望远镜的测量不够精确。因为它所使用的测量方法中存在不确定因素的可能性比较大。所以韦伯望远镜一升空，科学家就寄希望于它能够用更先进的红外光学探测设备对哈勃望远镜的结论进行检验。

事实上，研究人员在2023年就已经通过初期分析发现，韦伯的数据证明哈勃是准确的。而近日他们又基于韦伯对1000多颗造父变星、8颗Ia型超新星、已知距地球最远且存在造父变星的星系——距离地球约1.3亿光年的NGC 5468的观测数据作了进一步分析。在最终公布的结果中，研究人员相信他们已经消除了对测量中可能存在错误的任何怀疑，可以非常有信心地将测量误差排除在导致哈勃危机的原因之外。

韦伯消除的可能原因，包括由于距离的增加而导致的不准确性增加，由于“恒星拥挤”而导致的造父变星光谱被污染，以及由于星际介质遮挡而导致误判等。

所以我们所知的宇宙一定在什么地方出了问题。但这个问题究竟在哪里呢？

参考
JWST Observations Reject Unrecognized Crowding of Cepheid Photometry as an Explanation for the Hubble Tension at 8*σ* Confidence
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad1ddd